中國(guó)重卡輕量化發(fā)展趨勢(shì)及介紹

1、中 國(guó)重卡輕量化發(fā)展趨勢(shì)及介紹 發(fā)展趨勢(shì)目前，在計(jì)重收費(fèi)法規(guī)即將全面推廣的情況之下，由于國(guó)內(nèi)油價(jià)高 位的運(yùn)行，重型卡車(chē)的輕量化改進(jìn)將會(huì)為用戶降低可觀的使用成本。當(dāng) 下國(guó)產(chǎn)重型卡車(chē)的輕量化趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾大方面。1、米用變截面少片簧結(jié)構(gòu)板簧變截面少片簧是由幾片縱向方向上變 截面的板簧組成的，不但可以減輕重量，還可以通過(guò)減少板簧間的摩擦 而提高駕乘的舒適性、延長(zhǎng)使用壽命。另外采用橡膠懸掛或者空氣懸掛 也可以減輕懸掛系統(tǒng)的重量。2、采用單層車(chē)架大梁相比鋼板彈簧，車(chē)架的重量更大，有效減輕車(chē) 架重量，將會(huì)大大的減輕整車(chē)的整備質(zhì)量。隨著設(shè)計(jì)水平、制造工藝的 提高，材料性能的提高，單層車(chē)架在標(biāo)準(zhǔn)載荷的工

2、況下是完全可以勝任 的。3、 使用復(fù)合材料駕駛室是采用復(fù)合材料最多的總成，尤其是外覆蓋 件：前面板、包角板、翼子板、保險(xiǎn)杠，甚至頂蓋，都使用了大量的復(fù) 合材料。這樣一方面有效的減輕了整車(chē)重量，另外一方面由于復(fù)合材料成形性好，造型結(jié)構(gòu)上較金屬?zèng)_壓件可以更復(fù)雜、更加美觀、尺寸更加 精確。目前國(guó)產(chǎn)重卡仍偏好全鋼結(jié)構(gòu)的駕駛室結(jié)構(gòu)，這主要和中國(guó)重卡 的惡劣工作環(huán)境有關(guān)。從近年來(lái)各重卡廠商推出的新產(chǎn)品來(lái)看，復(fù)合材 料在整車(chē)所用材料中的比例逐漸提高，大量使用復(fù)合材料是必然的趨勢(shì)。4、 使用鋁合金材料鋁合金比鋼材密度小，因此在一些復(fù)合材料無(wú)法 替代的部位，可以使用鋁合金材料，包括鈑金件和鑄造件。鋁合金鈑金件最

3、有代表性的就是油箱，油箱采用鋁合金材料，不但自重減輕，而且油箱內(nèi)不易生銹，免除定期清洗的麻煩。車(chē)身也可以采用鋁合金代替冷 軋鋼板。輪輞、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、變速器機(jī)體等，也可以大量采用鋁合金鑄 造，可以在保證有足夠強(qiáng)度、剛度的同時(shí)，最大限度的減輕重量。5、使用高強(qiáng)度鋼材使用高強(qiáng)度鋼板，可以減薄鋼板厚度，從而減輕重量。歐美重卡，重卡使用的鋼材幾乎100%是高強(qiáng)鋼。以前國(guó)產(chǎn)重卡采用高強(qiáng)度鋼板的比例較少，最近幾年逐漸廣泛使用，甚至自卸車(chē)的車(chē)廂 都開(kāi)始使用高強(qiáng)度鋼板，以提高廂體強(qiáng)度、減輕自重。6、 使用拼焊板駕駛室由鋼板沖壓焊接而成，由于各部位的結(jié)構(gòu)和受 力情況不同，因此不同部位的鈑金件也會(huì)采用不同牌號(hào)的鋼板

4、，一輛重卡的駕駛室可能采用幾十種不同牌號(hào)、不同厚度的鋼板。然而隨著CAE技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)和分析，可以計(jì)算出同一個(gè)鈑金件的不同部 位的受力情況，為了減輕一些零件局部的不必要厚度，激光拼焊技術(shù)應(yīng) 運(yùn)而生。激光拼焊技術(shù)是將經(jīng)不同表面處理、不同鋼種、不同厚度的兩 塊或多塊鋼板通過(guò)激光焊接方法，自由組合成為一塊鋼板。7、采用鑄造件傳統(tǒng)的沖焊結(jié)構(gòu)零件，由于材料和制造工藝的限制，各部位只能是等厚度的，為了確保零件的整體強(qiáng)度和剛度，沖焊件往往 都比較厚重。結(jié)構(gòu)件可以通過(guò)有限元軟件進(jìn)行CAE分析，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)各部位的受力情況設(shè)計(jì)成復(fù)雜的變厚度、變截面的結(jié)構(gòu)，在保證有足夠 強(qiáng)度的前提下最大限度的削

5、減不必要的局部厚度，從而大大減輕零件重 量。8、采用真空輪胎和超寬輪胎采用真空胎和超寬輪胎也能在一定程度 上降低自重。與傳統(tǒng)輪胎相比，真空胎不但減少了內(nèi)胎，輪輞的結(jié)構(gòu)也 相應(yīng)減少了，整車(chē)全部換成真空胎，行駛阻力小，能夠在一定程度上降 低油耗。重卡的驅(qū)動(dòng)輪一般都用雙輪胎，如果改為超寬單輪胎，不但能 夠減少輪胎數(shù)量，還能減少輪輞的數(shù)量。另外超寬單輪胎的接地面積不 比雙輪胎小，除了能夠降低自重外，還可以提高行駛穩(wěn)定性、避免雙輪 胎的“吃胎”現(xiàn)象。9、整合零件功能、減少零件數(shù)量整合所有零件功能、將多個(gè)零部件 集成，實(shí)現(xiàn)零部件的多功能，減少零件數(shù)量，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊，也可 以在一定程度上減輕整車(chē)重量。列

6、如：將油箱和工作臺(tái)踏板結(jié)合，將油 箱與SCR的尿素罐結(jié)合等。輕量化介紹近幾年，隨著低碳生活的逐步樹(shù)立和深入人心，隨著國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保政策法規(guī)的逐步建立和實(shí)施，隨著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)步伐的加快，汽車(chē)節(jié)能已經(jīng)成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)關(guān)鍵性研究 課題。研究表明，減輕汽車(chē)自身重量，是提高汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性、降低汽車(chē) C02排放的有效措施之一。尤其是對(duì)于重卡行業(yè)，因?yàn)榛旌蟿?dòng)力、電動(dòng)和燃料電池等新能源汽車(chē)技術(shù)的應(yīng)用困難重重和前景不明，故輕量化成為目前重卡行業(yè)節(jié)能減排最現(xiàn)實(shí)而又最有效的技術(shù)措施。據(jù)世界鋁業(yè)協(xié)會(huì) 的報(bào)告指出，一般汽車(chē)重量每減少 10%,燃油消耗可降低6%8%燃油經(jīng)濟(jì) 性的提高，意

7、味著溫室氣體 C02排放量的相應(yīng)減少。卡車(chē)的輕量化是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及整車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等各個(gè)領(lǐng)域，甚至包括新材料以及新技術(shù)的應(yīng)用。汽車(chē)車(chē)身約占汽車(chē)總重量的30%,空載情況下，約 70%勺油耗用在車(chē)身重量上。汽車(chē)重量每降低100公斤，每百公里就可節(jié)油0.6升。若汽車(chē)整車(chē)重量降低10%燃油效率可提高6%- 8%若滾動(dòng)阻力減少 10%燃油效率可提高 3%若車(chē)橋、變 速器等裝置的傳動(dòng)效率提高10%燃油效率可提高 7%因此，輕量化車(chē)對(duì)于整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性、車(chē)輛控制穩(wěn)定性、碰撞安全性都大有裨益。特 別是在計(jì)重收費(fèi)下，車(chē)輛自重每降低一噸，用戶每年將會(huì)增加多少凈收 益是可以計(jì)算出來(lái)的。在歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家，合理

8、的運(yùn)價(jià)、高附加值的貨物，輕量化，是為了追求更高的運(yùn)輸效率，在載貨重量不變的前提下，通過(guò)車(chē)身減重，實(shí) 現(xiàn)提高車(chē)速、減少燃油消耗、降低污染物排放的目的。中國(guó)和歐洲的貨 運(yùn)環(huán)境不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，在中國(guó)的貨運(yùn)市場(chǎng)上，低迷的運(yùn)價(jià)、 低附加值的原材料運(yùn)輸，使得超載產(chǎn)品依然是主流。目前，全國(guó)基本上所有的高速公路都實(shí)施計(jì)重收費(fèi)，再加更為嚴(yán)格的超載治理，規(guī)定了允許車(chē)輛上路行駛的最大車(chē)貨總重。而當(dāng)下如何既 能提高載貨量，又能降低成本？眾重卡車(chē)企只有在降低車(chē)身重量上絞盡 腦汁、想辦法。當(dāng)下國(guó)產(chǎn)重自重相比較國(guó)外同類(lèi)車(chē)型高出15%-20%的情況下，在實(shí)現(xiàn)輕量化的方法上，一是優(yōu)化車(chē)輛設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，二是在優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基

9、 礎(chǔ)上應(yīng)用新材料。在世界著名大腕重卡巨無(wú)霸們目光已轉(zhuǎn)向如鋁合金、 鎂合金、橡膠、塑料等新材料的應(yīng)用的高級(jí)階段上，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)入手， 通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)及合理使用新材料、新技術(shù)，在不降低承載能力前提下實(shí) 現(xiàn)的整體輕量化而中國(guó)重卡車(chē)企還在初級(jí)階段為如何車(chē)輛主體減重和結(jié) 構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)而忙活呢。如重汽采用鋁合金變速箱、紅巖承載系統(tǒng)的少片簧結(jié)構(gòu)和陜汽的輕量化車(chē)架都達(dá)到了輕量化的目的。用輕量化理念覆蓋整個(gè)一代產(chǎn)品，是 不需要犧牲車(chē)輛任何性能的整體升級(jí)。而把空氣懸掛、鋁合金、真空胎 等先進(jìn)技術(shù)的率先運(yùn)用，集瑞聯(lián)合重卡卻走在了市場(chǎng)最前沿，這說(shuō)明集 瑞重卡的產(chǎn)品研發(fā)人員的聰明才智。雖然集瑞聯(lián)合重卡還沒(méi)上市，但這 一超前的

10、設(shè)計(jì)理念卻值得學(xué)習(xí)和贊嘆不已！況且筆者也曾參與了前期的 產(chǎn)品研發(fā)與市場(chǎng)研究工作，對(duì)此孕育了幾年的重卡產(chǎn)品是有感情的，至 今都對(duì)曾經(jīng)共同奮斗的同事們懷有深情厚義！自重輕的重型卡車(chē)一方面能省油多拉快跑得快，是掙錢(qián)機(jī)器?，F(xiàn)在 客戶在買(mǎi)車(chē)時(shí)，特別是買(mǎi)載貨車(chē)和牽引車(chē)時(shí)，自重成為考量的非常主要 的因素。即使價(jià)格稍高，自重輕的卡車(chē)也會(huì)成為客戶的首選。一般來(lái)說(shuō)，汽車(chē)重量每減少10%燃油消耗量將降低 8%左右。對(duì)于在高油價(jià)時(shí)代艱 難生存的卡車(chē)用戶來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是非常誘人的。如果車(chē)輛自重降低0.8噸就可以多裝貨物 0.8噸，按照每年行駛 20萬(wàn)公里、每公里平均運(yùn)價(jià) 0.28元計(jì)算，一輛輕量化重卡一年可比載重量相同的

11、普通車(chē)型增加收入5-6萬(wàn)元。治理超載、計(jì)重收費(fèi)只是推動(dòng)國(guó)產(chǎn)重卡向輕量化方向發(fā)展的主要?jiǎng)右?，不僅推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)、輕量化的改進(jìn)。而且為了不在高端市場(chǎng)重復(fù)過(guò)去的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，研發(fā)具有獨(dú)特適應(yīng)性的輕量化車(chē)型成了企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需要第二動(dòng)因。如陜汽的6X2雙前軸輕量化牽引車(chē)車(chē)輛自重較斯太爾平臺(tái)非輕量 化車(chē)型降低了 600-800公斤，僅7.5噸，較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手輕量化同款車(chē)型輕 400-600公斤。據(jù)悉，在同款車(chē)型車(chē)貨總重相等的情況下，陜汽重卡較 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可多拉 040.6 噸，一年直接經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)36000元。再如一重卡車(chē)企將牽引車(chē)原有 306毫米的雙層大梁改為 273毫米的雙梁車(chē)架， 這樣一輛整車(chē)的

12、自重就可以減少大約500公斤。而雙前轉(zhuǎn)向橋6X2重型牽引車(chē)在承載力與 6X4車(chē)型基本相同的情況下可以減少一根驅(qū)動(dòng)橋，雖然比6X4車(chē)型多了一根轉(zhuǎn)向橋，但轉(zhuǎn)向橋的重量卻比驅(qū)動(dòng)橋輕了數(shù)百公 斤。目前，國(guó)內(nèi)重卡車(chē)企推出的絕大多數(shù)輕量化重卡，從核心技術(shù)含量 的角度看，但與國(guó)外的高端重卡仍然存在一定差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍采用 的在現(xiàn)有主流產(chǎn)品之外并行推出輕量化產(chǎn)品的做法，和國(guó)外重卡在升級(jí) 換代中實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品系列輕量化的做法有本質(zhì)的區(qū)別。重汽車(chē)以皮實(shí)耐用，承載力強(qiáng)著稱(chēng)。用戶凡要求重載的，或在惡劣 工況下作業(yè)。據(jù)相關(guān)資料顯示，由于降低了承載能力，不少國(guó)產(chǎn)輕量化 重卡已經(jīng)不能適應(yīng)高強(qiáng)度超載和長(zhǎng)期在惡劣路況下行駛的傳統(tǒng)用車(chē)環(huán)境。 它們只能在標(biāo)稱(chēng)的載荷范圍內(nèi)工作，在條件較好的公路上行駛，對(duì)運(yùn)送 重量輕、附加值高的貨物更為適合。部分用途比較單一、最大承載有限 的專(zhuān)用車(chē)，也可以采取同樣的輕量化技術(shù)路線。如果用戶仍然超載使用，將會(huì)對(duì)輕量化重卡造成嚴(yán)重?fù)p壞。眼下，國(guó)產(chǎn)的重卡輕量化技術(shù)手段，多數(shù)鋁合金油箱、采用少片簧 或橡膠懸掛、把斜交胎換子午線輪胎、雙胎改單胎等，大部分停留在比